DISEÑOS DE MEZCLAS DE CONCRETO - Ing CACHAY - ALAS 2014-2.ppt

8/10/2019 DISEOS DE MEZCLAS DE CONCRETO - Ing CACHAY - ALAS 2014-2.ppt

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Ing. Rafael Cachay Huamn [email protected] 1

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

2014-2

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO

EXPOSITOR :

Ing. Rafael Cachay Huamn


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TECNOLOGIA DEL CONCRETO Y AFINES -Ing. Rafael Cachay Huamn -

[email protected] 2

1.- Elementos que conforman el Concreto

CONCRETO Opcional ?

Aditivos en la Mezcla. Adiciones.

Cemento

+Agua

+Piedra

+Arena

+Aditivos*

+Aire

Elementos Activos

Elemento Pasivo


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1.1.- Proporciones en Volumen de los Componentesdel Concreto

Proporciones tpicas en

Volumen absoluto de losComponentes del Concreto

AGREGADOS

60%75%

AGUA

15%22%

CEMENTO 7% 15%

AIRE 1% 3%

ADITIVO 0.1%

0.2%


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1.2.- Utilizacin del Concreto en pequeas yGrandes Obras de Construccin.


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[email protected] 5

1.3.- PLANOS PARACONSTRUIR DONDESE INDICA EL F C Y

OTRAS

CARACTERISTICASDE LA OBRA


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Ing. Rafael Cachay Huamn [email protected] 6

1.4. OBRA REAL EN PROCESO DECONSTRUCCION


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2.- CARACTERISTICAS DEL CONCRETO

MATERIAL IDEAL PARA LA CONSTRUCCION

En EstadoFRESCO

Plstica

MoldeableTrabajable

etc.

En EstadoENDURECIDO

AislanteResistenteDurable

etc.


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2.1.- EL CONCRETO EN ESTADO FRESCO


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2.1.2. Consistencia la medimos mediante el conode Abrams (Asentamiento)


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b) CUAL ES EL ASENTAMIENTO CORRECTO QUE DEBEMOS ASUMIR ?

2.1.2.1.- a) Como lo aplicamos ?


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2.1.- EN ESTADO ENDURECIDO


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2.2.1.- ELASTICIDAD

Modulo de Elasticidad (Esfuerzo / Deformacin)

-50.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

450.00

0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03

Deformacion

e prom

-50.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

450.00

0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03

Deformacion

e prom


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2.2.2.- COMPRESIN

Resistencia a la Compresin

Compresin =

Fuerza / rea


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Capitulo 3

b) RESISTENCIA DE DISEO REQUERIDA : f cr

a) RESISTENCIA DE DISEO: f c (plano)

RESISTENCIA DEL CONCRETO PARADISEAR


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Conocemos la desviacin estandar (Ds) ?

SI NO

3.1.- CRITERIOS EN LA ELECCION

3 2 O O O O


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3.2. EL CONCRETO SE COMPORTAESTADISTICAMENTE

3 3 NO SE CUENTA CON RESULTADOS


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3.3.- NO SE CUENTA CON RESULTADOSESTADSTICOS DE PRODUCCIN

fc Especificado fcr (Kgcm)

< 210 fc + 70

210350 fc + 84> 350 fc + 98 ( * )

1.10 f c +50

1. Si nuestro N de muestras es < 15 no se cuenten con

registros sobre la desviacin estndar del concreto:

a) El comit del ACI ( a nivel mundial) considera que el

clculo del f cr ser segn la siguiente tabla:

3 3 1 LOS FACTORES DE SEGURIDAD DEL


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3.3.1.- LOS FACTORES DE SEGURIDAD DELDISEO DEPENDEN DE LA ESTRUCTURA ? ?


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3.4. Ejemplo:UTILIZANDO LAS FORMULAS ANTERIORES PARA UN

CONCRETO CON f c = 210 Kg/cm2 ;

f c = 280 Kg/cm2

f cr = 210 + 84= 294

f cr = 294Kg/cm2

f cr = 280 + 84

= 364f cr = 364Kg/cm2

3 4 SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADSTICOS


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3.4.- SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADSTICOSDE PRODUCCIN ( se conoce Ds).

2.- Si nuestro N de muestras es > 30

El valor del f cr de diseo ser el MAYOR valorobtenido de ambas frmulas.

I.- f cr = f c + 1.34 Ds

II.- f cr = f c + 2.33 Ds 35II.- f cr = 0.9 f c + 2.33 Ds f c > 350


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f c(Kg/cm)

Ds (Kg/cm)

10 15 20 25 30 35 40 45 50

140 155 160 170 175 180 185 200 210 220

175 190 195 205 210 215 220 236 245 255

210 225 230 240 245 250 255 270 280 290

245 260 265 275 280 285 290 305 315 325

280 295 300 310 315 320 325 340 350 360350 365 370 380 385 390 395 410 420 430

3.4.1. Tabla de Desarrollo de Formulas I y II.

Obtencin del f cr en funcin de la desviacin estndar

3 5 Resistencias Promedio Iguales con


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3.5.- Resistencias Promedio Iguales condiferente Desviacin Estandar.

MAYOR Dispersin MAYORDesviacin Estandar

ll l f l l


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3.6.- Hallamos el fcr para lograr laresistencia el concreto especificada

99 %1 % 99 %

1.34 De


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Capitulo 4

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO

4 1 METODO PARA EL DISEO DE MEZCLAS


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4.1.- METODO PARA EL DISEO DE MEZCLAS

Entre los Mtodos para el Diseo de Mezclas de

Concreto el mas utilizados son:1. Mtodo Comit 211 ACI.

El ms difundido es el ACI 211, es un mtodo tabulado,

se utilizan tablas estandarizadas .

2. Mtodo de Combinacin de Agregados.

3. Otros Mtodos de Diseo.


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4.2.- Proporciones de los Componentes del Concreto

Proporciones tpicas de los

Componentes del Concreto

aire

piedra

cemento

aire

gu

La grfica es unarepresentacin del concreto

para fines de explicacin y

de manejo tcnico.

EJEMPLO: DISEAR UN CONCRETO PARA


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EJEMPLO: DISEAR UN CONCRETO PARAUNA COLUMNA

Entre los Mtodos para el Diseo de Mezclas de

Concreto el mas utilizados son:CEMENTO PORTLAND TIPO I.

fc = 210 kg/cm2Asentamiento de 3 a 4.

Cemento Agua Arena Piedra

Peso Especifico 3130 1000 2660 2740

PUS 1756 1600

PUC 1885 1709

CH 1.42 0.45

AB 0.60 0.67

Dnm 1"

MF 3.02 7.37

4 3 TABLA N 1 Volumen Unitario de agua


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4.3.- TABLA N 1.- Volumen Unitario de agua.(lt/m)

Asentamiento Tamao Mximo del Agregado Grueso

3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 6

Concreto sin are incorporado

1 a 2 207 199 190 179 166 154 130 113

3 a 4 228 216 205 193 181 169 145 124

6 a 7 243 228 216 202 190 178 160 --

Concreto con are incorporado

1 a 2 181 175 168 160 150 142 122 107

3 a 4 202 193 184 175 165 157 133 119

6 a 7 216 205 197 184 174 166 154 --

Tabla confeccionada por el comit ACI 211

TABLA 1 - Volumen Unitario de agua


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TABLA 1.- Volumen Unitario de agua.(lt/m)

Asentamiento Tamao Mximo del Agregado Grueso

3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 6

Concreto sin are incorporado

1 a 2 207 199 190 179 166 154 130 1133 a 4 228 216 205 193 181 169 145 124

6 a 7 243 228 216 202 190 178 160 --

Si el TMN = 1 y Asentamiento 3 a 4 Entonces Agua = 193 Kg/m3


4.3.1.- Cantidad de Agua por metro cbico de


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4.3.1. Cantidad de Agua por metro cbico deconcreto VS. Asentamiento.

Consistencia. :De la tabla

anterior:Mayor asentamiento ms agua.Menor asentamiento menos

agua.

4 4 - TABLA N 2 - Contenido de aire atrapado


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4.4.- TABLA N 2 .- Contenido de aire atrapado.(%)


TMN Agregado Grueso Aire Atrapado

3/8 3.0 % 2.5 % 2.0 %

1 1.5 %1 1.0 %2 0.5 %3 0.3 %4 0.2 %

MASPEQUEO

ELAGREGADO

MS AIREATRAPA

4 5 - TABLA N 3 - Relacin a/c por


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4.5. TABLA N 3. Relacin a/c porResistencia.


F cr

(Kg/cm)

Relacin agua / cemento en peso

Concreto sin aireincorporado

Concreto con aireincorporado

150 0.79 0.70

200 0.69 0.60

250 0.61 0.52300 0.54 0.45350 0.47 0.39

400 0.42

450 0.37

4.6.- TABLA N 4.- Peso del Agregado Grueso por


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g g punidad de volumen del Concreto (b/bo).


TMNA.G.

Mdulo de finura del Agregado Fino

2.40 2.60 2.80 3.00

3/8 0.50 0.48 0.46 0.44

1/2 0.59 0.57 0.55 0.53

3/4 0.66 0.64 0.62 0.60

1 0.71 0.69 0.67 0.651 0.76 0.74 0.72 0.70

2 0.78 0.76 0.74 0.72

3 0.81 0.79 0.77 0.75

6 0.87 0.85 0.83 0.81

4.7.- TABLA N 5.- Condiciones especiales de


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4.7. TABLA N 5. Condiciones especiales deexposicin DISEO POR DURABILIDAD


Condiciones de exposicin Relacin a/cmxima, en

concretos conagregado de pesonormal

Resistencia a lacompresin mnima

en concretos conagregados livianos

Concreto de baja permeabilidada) Expuesto a agua dulceb) Expuesto a agua e mar o aguas solublesc) Expuesto a la accin de aguas cloacales

0.500.450.45

260

Concretos expuestos a procesos de congelacin ydeshielo en condiciones hmedas

a) Sardineles, cunetas, secciones delgadasb) Otros elementos

0.450.50

300

Proteccin contra la corrosin del concreto expuesto

a la accin del agua de mar, aguas slobres, neblinao rocio de esta agua.Si el recubrimiento mnimo se incrementa en 15 mm.

0.40

0.45

325

300


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EN LA PLAYAEL CONCRETOES DISEADO

PORDURABILIDAD

4.8.- TABLA N 6.- Contenido de aire incorporado ytotal


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total


T.N.M.Agregado

Grueso

Contenido de aire total ( % )

Exposicin

Suave

Exposicin

Moderada

Exposicin

Severa3/8 4.5 6.0 7.5

1/2 4.0 5.5 7.0

3/4 3.5 5.0 6.5

1 3.0 4.5 6.01 2.5 4.5 5.5

2 2.0 4.0 5.0

3 1.5 3.5 4.5

6 1.0 3.0 4.0

4 4 VALORES HALLADOS


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4.4. VALORES HALLADOSAGUA 193

AIRE ATRAPADO 1.5 %RELACION A/C = 0.55

CEMENTO = AGUA / (a/c)CEMENTO = 193 / 0.55

CEMENTO = 351PIEDRA = b/b0 * PUC Pd.PIEDRA = 0.65 * 1600

PIEDRA = 1040

/42.5 = 8.3 bol.

4.9.- TABLA N 7.- Primera estimacin del Peso delConcreto Fresco


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Concreto Fresco


T.N.M.Agregado

Grueso

Peso del Concreto

Sin Aire

incluido

Con aire

incluido3/8 2280 2200

1/2 2310 2230

3/4 2345 2275

1 2380 22901 2410 2350

2 2445 2395

3 2490 2405

6 2530 2435

TABLA 5.- Primera estimacin del Peso del ConcretoFresco


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Fresco


TNM de laPiedra

Sin Aireincluido

3/8 2280

1/2 2310

3/4 2345

1 23801 2410

2 2445

3 2490

6 2530

LA ARENA LA HALLAMOS POR

DIFERENCIA DEL PESO TOTALDEL CONCRETO MENOS LOSMATERIALES YA HALLADOS.

ARENA = 2380(193 + 351 + 1040)ARENA = 796 KILOS


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4.5. PODEMOS DISEAR CON

OTROS PROCEDIMIENTOSDE ACUERDO A LASDIFERENTES EXPERIENCIAS

Y MEJORAR LASPROPIEDADES DEL

CONCRETO


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4.6. METODO DE LA FINURA DE LA


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4.6. METODO DE LA FINURA DE LACOMBINACION DE AGREGADOS

1000.30.7

46.50.7xrf

100

0.30.743.50.7 xrf

Este mtodo considera el Mdulo de Finura de la mejorcombinacin. Para esto establece la ecuacin.

100xmm

mmr

fg

gf

Donde:

m = Mdulo de Finura de la combinacin

mf = Mdulo de Finura del Agregado Fino

mg = Mdulo de Finura del Agregado Grueso

%39fr

4.7. METODO DEL AGREGADO GLOBALEste mtodo considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el


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Este mtodo considera el porcentaje incidencia de cada agregado en eldiseo de mezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que lacombinacin est

dentro de algunosde estos Husos.NTP.400.037

Tamiz

(Pulg)

Huso 1 Huso Huso 3/8

L.I. L.S. L.I. L.S. L.I. L.S.2" 100 100

1 1/2" 95 100 100 100

1" 60 90 98 100

3/4" 45 80 95 100

1/2" 35 68 70 80 100 1003/8" 30 58 50 65 95 100

N4 25 50 35 55 30 65

N8 20 45 25 48 20 50

N16 14 38 18 42 15 40

N30 8 30 10 35 10 30

N50 3 20 5 20 5 15

N100 0 8 0 8 0 8

Tenemosotros

Husos:DIN 1045

4.7. METODO DE DISEO DEL AGREGADOGLOBAL


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GLOBAL

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100

Tamices ( mm )

%P

asa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

Piedra: 52% Arena: 48%

Clculo de los pesos de los Agregados Fino y Grueso:

Peso A.F. = % A.F. x Peso AgregadosPeso A.G.= % A.G. x Peso Agregados

CAPITULO 5.- Conclusiones


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CAPITULO 5. Conclusiones

1.2. Diseo de Mezcla NOes un Procedimiento automtico.

3. Los datos de la tabla y criterios de seleccin deben serutilizados como una gua ( 1 estimacin).

4. La experiencia del diseador y el conocimiento profundodeben normar el diseo de mezclas.

5. Mezclas preparadas en el laboratorio.6. Mezclas preparadas en obra.

a. Relacin a/c.b. Perfil del agregado.c. Textura.d. Granulometra.

CAPITULO 6.- Recomendaciones.


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6.1.- Hallar constantes estadsticas.

6.2.- Hallar f cr real.6.3.- Hallar el f c.6.4.- Usar Aditivo.6.5.- Verificar Reduccin del Factor de Seguridad.

6.6.- Verificar Costos.


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FIN

MUY AGRADECIDO POR SU ATENCIN

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